Разработка реактора и системы автоматического управления процессом обеззараживания сточных вод диафрагменным электрическим разрядом

• Автор: Юдин, Артем Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД

1.1 Обзор существующих способов обеззараживания

1.1.1 Химические способы.

1.1.2 Физические способы.

1.1.3 Обеззараживание ионами благородных металлов

1.2 Перспективы использования электроразрядиых способов обсззаражи вания.

1.3 Обзор методов интенсификации существующих электроразрядиых способов обработки воды

1.4 Выводы и задачи исследования.

2 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСЛЕДОВАНИЙ

2.1 Лабораторная установка для обработки воды ДЭР
2.2 Промышленная установка для обработки воды ДЭР
2.3 Объекты исследований.
2.4 Методики проведения лабораторных исследований
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОБЕЗЗАРАЖИВНИЮ СТОЧНЫХ ВОД.
3.1 Образование перекиси водорода при обработке воды диафрагменным электрическим разрядом.
3.2 Влияние химического состава обрабатываемой ДЭР воды на выход перекиси водорода и ионов меди.
3.3 Влияние диаметра отверстий диафрашы на выход перекиси водорода и ионов меди.
3.4 Определение оптимальной зоны изменения напряжения на электродах и скорости движения жидкости через диафрагму.
3.5 Сравнительные данные выхода ионов меди и перекиси водорода в дистиллированной воде и воде питьевого качества.
3.6 Бактерицидные свойства обработанного диафрагменным электрическим разрядом раствора.
3.6.1 Бактерицидные свойства раствора перекиси водорода в отсутствии ионов меди
3.6.2 Бактерицидные свойства раствора перекиси водорода в присутствии ионов меди
3.7 Сравнение бактерицидных свойств обработанной диафрагменным электрическим разрядом водопроводной воды и модельных растворов
3.8 Зависимость разности электропроводности воды до и после обработки ДЭР от концентрации ионов меди
3.9 Выводы.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ И ОЦЕНКА ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ IЮКАЗАТЕЛЕЙ
4.1 Внедрение результатов проведенных исследований.
4.2 Описание установки обеззараживания.
4.3 Описание системы автоматического контроля
4.4 Сходимость результатов лабораторных и натурных исследований
4.5 Сравнительный химический анализ воды до и после обработки ДЭР.
4.6 Результаты работы установки обеззараживания
4.7 Техникоэкономическая оценка.
4.7.1 Расчет стоимости установки ДЭР.
4.7.2 Техникоэкономическое сравнение традиционных методов обеззараживания сточных вод и технологии на основе ДЭР
4.8 Выводы
Заключение.
ЛИТЕРАТУРА


Ыа основе полученных зависимостей и оптимальной зоны изменения технологических параметров диафрагменного электрического разряда разработать методику расчета диафрагмы реактора ДЭР. Разработать алгоритм и систему автоматического контроля и поддержания оптимальных параметров процесса обеззараживания сточных вод диафрагменным электрическим разрядом. Провести производственные испытания разработанного реактора и предлагаемой системы автоматического контроля и управления процессом обеззараживания с помощью диафрагменного электрического разряда. Научная новизна. Достоверность теоретических положений основана на применении методов теоретического анализа и проведении необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворительной сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и производственных условиях, а также патентной чистотой разработанного технического решения. Результаты экспериментальных данных обработаны при помощи методов математической статистики с использованием пакета прикладных программ Excel . Практическая значимость. ДЭР. Зависимости выхода перекиси водорода и ионов меди в обработанных ДЭР как модельных растворах, так и воде питьевого качества от скорости движения жидкости через диафрагму и напряжения на электродах; обеззараживающей способности растворов от концентраций ионов меди, перекиси водорода и времени экспозиции; разности электропроводности растворов до и после обработки ДЭР от концентрации ионов меди. Оптимальные диаметр отверстий диафрагмы, диапазоны изменения напряжения на электродах и скорости движения жидкости через диафрагму реактора ДЭР, обеспечивающие максимальный выход ионов меди и перекиси водорода, на основе которых разработана система автоматического контроля и управления технологическим процессом обеззараживания сточных вод. Методика расчета диафрагмы реактора при проектировании очистных сооружений с применением технологии обеззараживания сточных вод на основе диафрагменного электрического разряда. Апробация работы. Основные положения и результаты исследования заслушаны и одобрены на 1-й Международной научно-практической конференции «Ресурсосбережение и возобновляемые источники энергии: экология, экономика и практика применения» (г. Улан-Удэ, ), V Международной конференции «Сотрудничество для решения проблемы отходов» (г. Харьков, Украина, ), VIII Всероссийской научно-практической конференции «Ку-лагинские чтения» (г. Чита, ), 1-й региональной восточно-европейской конференции молодых ученых и специалистов водного сектора (г. Минск, Беларусь, ), IV Всероссийской научно-практической конференции «Энергетика в современном мире» (г. Чита, ), Международной научно-технической конференции «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (г. Тольятти, ), IV Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии» (г. Челябинск, ), научно-практической конференции «Ученые Сибири - Забайкалью» (г. Чита, ), XVIII Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» (г. Пенза, ). Реализация результатов работы. Разработанные реактор ДЭР и система автоматического контроля и управления технологическим процессом обеззараживания сточных вод внедрены на очистных сооружения пгт. Новоорловск Забайкальского края. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе Энергетического института ГОУ ВПО «Читинский государственный университет» при подготовке инженеров по специальностям - «Электроснабжение» и - «Инженерная защита окружающей среды», а также при проведении лабораторных работ. Публикации. Основное содержание диссертации изложено в печатных работах, из которых три (включая два патента на изобретение) опубликованы в реферируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки России. Личный вклад автора. Автор непосредственно участвовал в разработке и проведении экспериментов, анализе и обсуждении результатов. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (8 наименований), трех приложений. Изложена на 1 странице, содержит рисунок, таблиц.